HFSS基于LTCC技术的3mm过渡研究(2)

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低温共烧陶瓷（LTCC）技术可以用来制造低成本，高性能射频和微波部件。这是一个非常通用的技术，可以用来制作范围很广的元件，从简单的无源滤波器到用来实现一个复杂的子系统组件。LTCC技术将低温烧结陶瓷粉制成厚度精确而且致密的生瓷带,在生瓷带上利用激光打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺制出所需要的电路图形，并将多个被动组件（如低容值电容、电阻、滤波器、阻抗转换器、耦合器等）埋入多层陶瓷基板中，然后叠压在一起，内外电极可分别使用银、铜、金等金属，在 900℃下烧结，制成三维空间互不干扰的高密度电路，也可制成内置无源元件的三维电路基板，在其表面可以贴装IC和有源器件，制成无源/有源集成的功能模块，可进一步将电路小型化与高密度化，特别适合用于高频通讯用组件。

LTCC技术适合微波多层电路的设计，目前广泛的应用于多层芯片线路的模块化设计中，它除了在低成本和集成封装方面的优势外，在布线线宽和线间距，低阻抗金属化，设计的多样性及优良的高频性能等方面都显示出诱人的魅力[1]。目前，在毫米波波段，雷达和卫星通信系统正在向集成化和小型化方向发展，采用低温共烧陶瓷(LTCC)多层技术，可以实现电路的三维空间布局，从而缩小各电路组件的尺寸。

以LTCC技术为基础的多芯片组件(Multi-Chip Module — MCM)的封装则可以将各层分别设计一体烧结从而可提高生产效率和成品率，降低成本且LTCC基板的集成密度高、RF性能好、数字响应快，成本低、生产周期快、批量大、产品生命周期短、生产灵活自动化程度高。正因为LTCC技术具有如此众多的优点所以它正逐渐取代传统的PCB(Printed Circuit Board)板。应用LTCC集成技术的电路就是将芯片和其余无源器件集成在一个模块上因此也被称为无源集成电路或改良专用集成电路[2]。论文网

采用LTCC制备片式无源集成器件和模块具有许多优点，

首先，陶瓷材料具有良好的高频、高Q特性和高速传输特性，有利于提高电路系统的品质因数，并且根据配料的不同，LTCC材料的介电常数可以在很大范围内变动，增加了电路设计的灵活性；

第二，使用高电导率的金属材料作为导体材料，有利于提高电路系统的品质因子；第三，可适应大电流以及耐高温特性要求，并具备比普通PCB电路基板优良的热传导性，具有较好的温度特性，如较小的热膨胀系数、较小的介电常数温度系数；

第四，可将无源组件埋入多层电路基板中，有利于提高电路的组装密度，制作层数很高的电路基板，减少连接芯片导体的长度与接点数；

第五，可以制作线宽小于50μm的细线结构，实现更多布线层数，能集成的元件种类多，参量范围大，易于实现多功能化和提高组装密度；

第六，与薄膜多层布线技术具有良好的兼容性，二者结合可实现更高组装密度和更好性能的混合多层基板和混合型多芯片组件；易于实现多层布线与封装一体化结构，进一步减小体积和重量，提高可靠性、耐高温、高湿，可以应用于恶劣环境；

第七，采用非连续式的生产工艺，便于基板烧成前对每一层布线和互连通孔进行质量检查，有利于提高多层基板的成品率和质量，缩短生产周期，降低成本。

2. 微带线到微带线的过渡

微带线是一种可以使用印刷电路板技术制造的，用来传达微波频率信号的电传输线。它由一个介电层把导电片和接地平面分开。在基片上的形成类似微带线的金属化层可以制作微波元件（如天线，耦合器，滤波器，功率分配器等）。与传统的波导技术相比，微带线不太昂贵，而且更轻，更紧凑。微带线是ITT实验室开发的用来和带状线竞争的。微带线与波导相比的缺点是较低的功率处理能力，更高的损耗。此外，与波导相比，微带线不是封闭的，因此容易受到交叉串扰和辐射的影响。微带线器件可以建在一个普通的FR-4（标准PCB）基板上，而且成本很低。然而FR-4的介电损耗在微波频率范围太高，介电常数不能充分地严格控制的。由于这些原因，氧化铝基片是常用的。在较小规模情况下，微带传输线还可以被内置在单片微波集成电路。微带线也可以用在高速数字电路板设计，信号需要以最小的失真被路由到另一个组件的一部分，并避免高串扰和辐射。微带与带状线，共面波导非常相似，并且可以集成在同一衬底上。